[論文レビュー] Weak lensing analysis of Cl 1358+62 using Hubble Space Telescope observations

Henk Hoekstra, Marijn Franx+2 more|CERN Bulletin|Nov 10, 1997

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用数 5

ひとこと要約

本研究では、ハッブル宇宙望遠鏡のデータを用いて銀河団Cl 1358+62の弱引力レンズ効果を分析し、速度分散780±50 km/sおよび質量対光度比90±13 h50 M⊙/L⊙を測定した。結果はX線質量推定値および強引力レンズ効果の制約と良好に一致しており、質量分布がわずかに楕円形であり、銀河団の光分布と整列していることが示された。

ABSTRACT

We report on the detection of weak gravitational lensing of faint, distant background galaxies by Cl 1358+62, a cluster of galaxies at a redshift of z=0.33. The observations were made using the HST. The measured shear is consistent with a velocity dispersion of 780+-50 km/s. The weak lensing mass is slightly lower than dynamical estimates and agrees well with X-ray mass estimates. The mass distribution is elongated similar to the light. The axis ratio of 0.30+-0.15 and position angle of -21+-8 degrees were measured directly from the observed shear and agree very well with a previous strong lensing analysis. We estimate the mass-to-light ratio to be 90+-13 h50 M_sun/L_Vsun. The HST point spread function is highly anisotropic at the edges of the individual chips. This systematically perturbs the shapes of objects and we present a method for applying the appropriate correction.

研究の動機と目的

• ハッブル宇宙望遠鏡の観測から得た弱引力レンズ効果を用いて、銀河団Cl 1358+62の質量分布を測定すること。
• 弱レンズ効果による質量推定値を、独立した動的およびX線質量測定値と比較すること。
• 質量分布が銀河団の可視物質分布と整列しているかを評価し、その形状パラメータを特定すること。
• 特にチップ端縁部で顕著な形状歪みを引き起こすHSTの点拡散関数に起因する系誤差を補正すること。
• クラスタの質量対光度比を推定し、他の観測手法との整合性を評価すること。

提案手法

• Cl 1358+62のHST画像における背景銀河の形状から弱レンズ効果のせん断を測定した。
• 得られたせん断信号を用いて、投影された質量分布を再構築し、クラスタの速度分散を推定した。
• HSTの非一様な点拡散関数がチップ端縁部で銀河形状を歪めるのを補正するための手法を開発した。
• 導出された質量とクラスタのVバンド光度を用いて、質量対光度比を計算した。
• せん断場から直接的に質量分布の軸比および位置角を測定した。
• 結果は、以前の強レンズ効果解析およびX線質量推定値と照合された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 弱引力レンズ効果から推定されるCl 1358+62の質量分布はいかなるものか？
• RQ2 弱レンズ効果による質量推定値は、動的およびX線質量測定値とどのように一致するか？
• RQ3 Cl 1358+62の質量分布は、可視物質の分布と整列しているか？
• RQ4 弱レンズ効果から導かれるCl 1358+62の速度分散は何か？他の手法と比較するとどうか？
• RQ5 HSTの点拡散関数は、銀河形状測定にどの程度の系統的誤差を引き起こし、どのように補正可能か？

主な発見

• 弱レンズ効果解析により、速度分散は780±50 km/sと算出され、X線および強レンズ効果推定値と整合的である。
• 弱レンズ効果による質量は動的推定値よりもわずかに低く、X線質量推定値と良好に一致している。
• 質量分布はわずかに楕円形であり、軸比0.30±0.15、位置角-21±8度であり、以前の強レンズ効果結果と一致している。
• クラスタの質量対光度比は90±13 h50 M⊙/L⊙と測定され、光度に比して質量が著しく集中していることを示している。
• HSTの点拡散関数は、特にチップ端縁部で顕著な非一様な形状歪みを引き起こし、専用の手法を用いて補正された。
• 観測されたせん断場は直接的にクラスタの質量分布を明らかにし、質量と光の間の整列を確認した。